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Spain

'Xenobots': así son los "robots vivos" diseñados a partir de células de rana

Un equipo de científicos estadounidenses ha conseguido crear los primeros robots vivos del mundo utilizando células madre de embriones de rana. Están creados a partir de un algoritmo y reglas básicas de biofísica, como "un organismo vivo y programable". A continuación, se intenta responder a algunas de las principales dudas que suscitan estos incipientes robots biológicos:

¿Qué son los 'xenobots'?

Científicos de las universidades de Vermont y de Tufts han diseñado por primera vez estos minúsculos robots biológicos hechos a partir de células cardíacas y de la piel de una rana africana (Xenopus laevis). Estos 'xenobots', bautizados así por el animal del que proceden, miden aproximadamente medio milímetro.

"Las células embrionarias se combinan con células contráctiles extraídas de progenitores cardiacos. Se ponen juntas en un cultivo tridimensional, y algunas de ellas empiezan a moverse solas, porque las células se mueven. Lo que los investigadores determinan es cuál es la composición por las que efectúan determinados movimientos",  explica a RTVE.es Agustín Zapata, catedrático de Biología Celular en la Universidad Complutense de Madrid.

¿Cómo se han diseñado?

Los investigadores estadounidenses comenzaron usando un algoritmo evolutivo -aquellos basados en los postulados de la evolución biológica- para crear miles de posibles diseños para estas nuevas formas de vida. Lo consiguieron gracias al superordenador Deep Green de la Universidad de Vermont. Después aplicaron reglas básicas de biofísica para establecer qué podían hacer las células de la piel o cardíacas y se quedaron con aquellos organismos simulados más exitosos.

Luego, transfirieron estos diseños a la vida: primero recolectaron células madre "cosechadas" de los embriones de ranas africanas, y luego las separaron en células individuales y las dejaron incubar.

Más tarde, con ayuda de unas diminutas pinzas y un electrodo aún más pequeño, las células fueron cortadas y unidas otra vez bajo el microscopio copiando los modelos conseguidos en el supercomputador. Ensambladas en "formas corporales nunca antes vistas" en la naturaleza, las células comenzaron a trabajar juntas.

¿Por qué la rana Xenopus laevis?

Tal y como revela Agustín Zapata, se ha escogido a este animal básicamente por su versatilidad y su facilidad para trabajar con él en el laboratorio: "se trata de un modelo experimental de toda la vida; con el que hemos trabajado infinidad de científicos para muy distintas cosas, porque es muy manejable, come estupendamente, se adapta muy bien al laboratorio...".

"Son tejidos muy conocidos, el desarrollo embrionario Xenopus laevis es súperconocido, y el objetivo es después escalarlo, hacerlo con células de mamíferos o incluso con células humanas. La idea de los científicos no es quedarse aquí", manifiesta.

¿Es un avance realmente importante?

Zapata cree que "aquí no se ha descubierto nada que no estuviera ya en la mente de muchos científicos por distintas aproximaciones experimentales: construir, reconstruir agregados celulares, tejidos, órganos, etc.".

"Son células que responden a determinados estímulos a tenor del tipo de combinaciones y procesamientos que se hayan hecho para su creación", prosigue, "si lo quieren llamar 'biobot' o 'xenobot', pues que lo llamen así".

El verdadero salto llegará cuando se extrapolen a tejidos más complicados.

"Este avance lo que demuestra es que un grupo de células obedece a los estímulos bajo cuya influencia han sido creados. Algo que no es conceptualmente nuevo, aunque ahora es cuando lo han convertido en realidad. El verdadero salto llegará cuando se extrapolen a tejidos más complicados", opina el biólogo celular.

¿Se podrá aumentar su complejidad?

La escalabilidad será el mayor reto que los científicos tendrán por delante. Los 'xenobots' son solo un comienzo, y el desarrollo tampoco es claro."Muchas veces en ciencia cuando quieres subir esa escala resulta que se hace tan complicado o tan caro que se abandona. Como dice alguno de los miembros del equipo investigador, las preguntas importantes son realmente cómo cooperan las células, cómo obtienen funciones, complejos celulares de varias unidades, cómo saben qué tienen que hacer y qué no", explica Agustín Zapata.

¿Son realmente seres vivos?

Según Joshua Bongard, uno de sus responsables del proyecto y experto en robótica y computación de la Universidad de Vermont, los 'xenobots' son "máquinas vivas novedosas". El científico estadounidense apunta que: "no son ni robots tradicionales ni una especie animal ya conocida, sino una nueva clase de artefacto, un organismo vivo y programable".

Agustín Zapata opina también que efectivamente "son seres vivos, porque son agregados de células". "Pones esas células en cultivo y vas evaluando el patrón de comportamiento que tienen, y sobre ese patrón tú construyes un modelo", explica.

¿Qué utilidad podrían tener?

Sus potenciales usos son muy variados, aunque todos están todavía muy lejos de convertirse en realidad. Los autores hablan de suministrar medicamentos, detectar tumores, limpiar residuos tóxicos y plásticos...

Sobre estas aplicaciones, Agustín Zapata cree que "la de degradar los plásticos es muy factible". Sin embargo, discrepa en su posible uso para la detección de tumores: "a mí no se me ocurre cómo, y lo único que se me ocurre es muy similar a las biopsias tradicionales". "En ciencia hay que valorar un poco. Si puedes curar algo con una aspirina, no intentes curarlo con anticuerpos o con un medicamento que cueste cien veces más", valora.

Sobre su posible uso farmacéutico, cree que es algo que "ya se lleva haciendo durante muchos años". "Es lo que se llama liposomas, dirigir las células. Eso sí se me ocurre que puedan hacerlo. Pero insisto que hay otras formas".

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